Semana 8C - CAF2 - 2019A

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CÁLCULO APLICADO A LA FÍSICA 2
LABORATORIO Nº 4 
Leyes de reflexión y refracción de la luz 
Semana 8 - L
LOGRO DE APRENDIZAJE
• Al finalizar la práctica de laboratorio el estudiante analiza el 
fenómeno de propagación de la luz comprobando las leyes de 
reflexión y refracción para determinar el índice de refracción 
experimental del acrílico. 
Prof. Juan Carlos Grande Ccalla
1. PRINCIPIOS TEÓRICOS 
Los rayos incidente, reflejado y 
refractado (trasmitido) en una 
interfaz lisa entre dos materiales 
ópticos (𝑎 y 𝑏).
Prof. Juan Carlos Grande Ccalla
PRINCIPIOS TEÓRICOS 
Se define el índice de refracción n de un medio como la relación: 
Prof. Juan Carlos Grande Ccalla
Los estudios experimentales de las direcciones de los rayos incidentes, 
reflejados y refractados han llegado a establecer las siguientes leyes: 
1. Los rayos incidente, reflejado y refractado, así como la normal a la 
superficie, yacen todos en el mismo plano. 
El plano de los tres rayos es perpendicular al plano de la superficie de 
frontera entre los dos materiales. 
PRINCIPIOS TEÓRICOS 
Prof. Juan Carlos Grande Ccalla
2. El ángulo de reflexión 𝜽𝒓 es igual al ángulo de incidencia 𝜽𝒊 para todas 
las longitudes de onda y para cualquier par de materiales. Es decir: 
3. Para la luz monocromática y para un par dado de materiales, 𝑎 y 𝑏, en 
lados opuestos de la interfaz, la razón de los senos de los ángulos 𝜽𝒊 y 𝜽𝒕, 
donde los dos ángulos están medidos a partir de la normal de la 
superficie, es igual al inverso de la razón de los dos índices de refracción: 
MATERIALES E INSTRUMENTOS
Prof. Juan Carlos Grande Ccalla
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
Prof. Juan Carlos Grande Ccalla
Mida una distancia de 23 𝑐𝑚 respecto del eje coordenado de 90°
perteneciente al goniómetro, ubicando la caja de rayos láser a dicha distancia. 
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
Prof. Juan Carlos Grande Ccalla
Encienda (ON) la caja de 
rayos láser y verifique 
que el haz de luz ubicado 
antes y después del 
acrílico esté superpuesto 
al eje de 0°; entonces, 
apáguelo (OFF) y usando 
un lápiz dibuje el 
contorno de este 
elemento óptico (acrílico 
semicircular) sobre el 
goniómetro. 
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
Prof. Juan Carlos Grande Ccalla
Ángulo de incidencia 𝜽𝒊=5°
Prof. Juan Carlos Grande Ccalla
Puntee, usando un lápiz, 
las trayectorias de los 
haces incidentes, 
reflejados y refractados 
sobre el goniómetro.
A continuación, registre 
los ángulos 𝜽𝒓 y 𝜽𝒕 para 
cada ensayo en la tabla 1. 
Ángulo de incidencia 𝜽𝒊=10°
Prof. Juan Carlos Grande Ccalla
Puntee, usando un lápiz, 
las trayectorias de los 
haces incidentes, 
reflejados y refractados 
sobre el goniómetro.
A continuación, registre 
los ángulos 𝜽𝒓 y 𝜽𝒕 para 
cada ensayo en la tabla 1. 
Ángulo de incidencia 𝜽𝒊=15°
Prof. Juan Carlos Grande Ccalla
Puntee, usando un lápiz, 
las trayectorias de los 
haces incidentes, 
reflejados y refractados 
sobre el goniómetro.
A continuación, registre 
los ángulos 𝜽𝒓 y 𝜽𝒕 para 
cada ensayo en la tabla 1. 
Ángulo de incidencia 𝜽𝒊=30°
Prof. Juan Carlos Grande Ccalla
Puntee, usando un lápiz, 
las trayectorias de los 
haces incidentes, 
reflejados y refractados 
sobre el goniómetro.
A continuación, registre 
los ángulos 𝜽𝒓 y 𝜽𝒕 para 
cada ensayo en la tabla 1. 
Ángulo de incidencia 𝜽𝒊=30°
Prof. Juan Carlos Grande Ccalla
Puntee, usando un lápiz, 
las trayectorias de los 
haces incidentes, 
reflejados y refractados 
sobre el goniómetro.
A continuación, registre 
los ángulos 𝜽𝒓 y 𝜽𝒕 para 
cada ensayo en la tabla 1. 
Ángulo de incidencia 𝜽𝒊=35°
Prof. Juan Carlos Grande Ccalla
Puntee, usando un lápiz, 
las trayectorias de los 
haces incidentes, 
reflejados y refractados 
sobre el goniómetro.
A continuación, registre 
los ángulos 𝜽𝒓 y 𝜽𝒕 para 
cada ensayo en la tabla 1. 
Ángulo de incidencia 𝜽𝒊=35°
Prof. Juan Carlos Grande Ccalla
Puntee, usando un lápiz, 
las trayectorias de los 
haces incidentes, 
reflejados y refractados 
sobre el goniómetro.
A continuación, registre 
los ángulos 𝜽𝒓 y 𝜽𝒕 para 
cada ensayo en la tabla 1. 
ACTIVIDAD 
Utilizando los datos registrados en la tabla 1 y considerando 𝑛𝑎𝑖𝑟𝑒 = 1, graficar 
𝑠𝑒𝑛(𝜃𝑖) 𝑣𝑠 𝑠𝑒𝑛(𝜃𝑡). Realice un ajuste lineal y compare la ecuación obtenida con la ecuación; 
finalmente, registre el índice de refracción experimental del acrílico en la tabla 1. 
Utilizando el valor referencial del índice de refracción del acrílico (𝑛𝑎𝑐𝑟í𝑙𝑖𝑐𝑜 = 1,4905)
calcule el error relativo porcentual. Registre este valor en la tabla 1. 
Aplicación 1
Aplicación 2
Aplicación 3
Aplicación 4
SIMULACIÓN
https://phet.colorado.edu/sims/html/bending-light/latest/bending-light_es_PE.html
https://phet.colorado.edu/sims/html/bending-light/latest/bending-light_es_PE.html
REFERENCIAS 
Gracias